Великий квест. Гении и безумцы в поиске истоков жизни на Земле

К несчастью, одно из предположений Левина было неверным. Установив, что четыре основания ДНК всегда присутствуют в равных количествах, он сделал из этого вывод, что такая простая молекула с повторяющейся однообразной структурой никак не может служить носителем генетической информации.

Первый шаг на пути к пониманию того, что гены находятся именно в ДНК, сделал британский микробиолог Фредерик Гриффит – причем сделал его благодаря чистой случайности. В 1920-х годах он исследовал бактерию под названием Streptococcus pneumoniae, которая вызывала смертельную вторичную инфекцию у заболевших гриппом (так называемой испанкой) в эпидемию 1918 года. Гриффит заметил, что этот микроб имеет две формы: способный вызывать инфекцию штамм с гладкой поверхностью и безвредный штамм с шероховатой поверхностью. Когда ученый убил гладкие бактерии, они, как и следовало ожидать, оказались лишенными способности к инфекции. Однако когда он смешал мертвые гладкие бактерии с живыми шероховатыми, вторые приобрели способность вызывать смертельную инфекцию и передавать это свойство своим потомкам. Переносящее в этом случае свойство заразности начало (сейчас мы назвали бы его “ген”) перешло от погибшей гладкой бактерии к живой шероховатой. Но Гриффит, проявив чрезмерную осторожность, опубликовал в 1928 году этот свой выдающийся результат в одном малоизвестном журнале^[107].

К счастью, нашелся человек, который подхватил эту идею и дал ей новую жизнь. Им стал Освальд Эвери из Рокфеллерского университета в Нью-Йорке. Невысокий очкарик, Эвери страдал от гипертиреоза, из-за чего глаза у него были выпучены – пока в 1934 году ему не удалили щитовидную железу. В 1930-х и 1940-х годах команда Эвери повторила эксперимент Гриффита и смогла идентифицировать то самое начало. Ученые скрупулезно разрушали или удаляли все “подозреваемые” вещества – но остающиеся компоненты смеси по-прежнему передавали смертоносное свойство бактериям. Все изменилось только при добавлении разрушающих ДНК ферментов. Стало быть, именно она хранит в себе гены. “Кто бы мог подумать?” – напишет Эвери в письме своему брату. В 1944 году ученые опубликовали соответствующую статью^[108]. Однако, невзирая на все старания Эвери, эти результаты не получили всеобщего признания – его эксперименты сочли выполненными недостаточно тщательно.

Принято считать, что конец этим спорам положил эксперимент, проведенный Альфредом Херши и Мартой Чейз из Института Карнеги в Вашингтоне. Они исследовали просто устроенные вирусы, состоящие только из ДНК и белков^[109]. Этим вирусам^[110] для размножения необходимо сначала заразить бактерию. Херши и Чейз выяснили, что большая часть ДНК вируса проникает в бактерию, в то время как почти все белки остаются снаружи. Это подтверждало решающую роль в инфекции именно ДНК. Хотя эксперимент был менее убедителен, чем тот, что проделал Эвери (поскольку Херши и Чейз не слишком хорошо удалили примеси), для многих именно он стал решающим аргументом. Их статья вышла в сентябре 1952 года и положила начало увлекательной гонке, главным призом в которой были структура ДНК и механизмы ее работы.

Первым на старт вышел Морис Уилкинс, физик, отметившийся в Манхэттенском проекте и с отвращением оставивший эту область науки после уничтожения Хиросимы и Нагасаки. В книге “Величайшая тайна жизни” (Life Greatest Secret) Мэтью Кобб описывает его как “тихого и скрытного человека со странной привычкой отворачиваться от своего собеседника при разговоре” и даже “со склонностью к суицидальным мыслям”^[111]. Уилкинс провел вторую половину 1940-х, изучая ДНК в Королевском колледже Лондона. Для выяснения структуры этой молекулы Уилкинс использовал метод рентгеновской кристаллографии. Он предполагает воздействие рентгеновским излучением на образец ДНК, из-за чего лучи отклоняются в разных направлениях. Получаемая в результате картина рассеяния позволяет судить о форме молекулы, однако интерпретировать ее чертовски сложно.

В 1950 году Джон Рендалл (начальник Уилкинса) нанял нового кристаллографа, Розалинд Франклин. Рендалл сразу внес путаницу, сообщив Франклин в письме, что ей якобы предстоит самой заниматься всеми исследованиями, связанными с ДНК. В результате вернувшийся из отпуска Уилкинс очень расстроился при виде Франклин, которая усердно изучала его любимый объект. Это недоразумение легко было исправить, но, к сожалению, никто из действующих лиц не блистал навыками работы в команде. Если Уилкинс был тихим и спокойным, то Франклин отличалась напористостью и даже резкостью.